Nanowissenschaften

Nanowissenschaften bezeichnet Forschung, die sich mit Materialien im Nanometer-Maßstab befasst. Nano kommt von altgr. nannos ("der Zwerg") und bezeichnet bei Maßeinheiten den milliardsten Teil der Einheit. Also sind eine Milliarde Nanometer ein Meter. Bei den Materialien dieser Größenordnung handelt es sich um Atome, Moleküle und Cluster, die zum Teil einzeln mit unterschiedlichen Methoden neuartig benutzt werden. Eine zentrale Rolle dabei spielt die Physik und Chemie, die sich an Oberflächen abspielt.

Anwendungsbereiche

Als Nanowissenschaften können deshalb Gebiete der Chemie, Physik und Biologie bezeichnet werden, die sich mit Molekülen als solchen und ihrer Handhabung befassen. Der Begriff wurde eigentlich vor allem für Materialwissenschaften eingeführt.

Damit verbunden ist die Vorstellung von unsichtbar kleinen Maschinen. Bei quantenmechanischen Experimenten konnte beispielsweise nachgewiesen werden, dass es möglich ist, mit speziellen Nanowerkzeugen einzelne Moleküle zu bewegen.

Vereinzelt wird kritisiert, dass der Begriff "Nano" derzeit vielfach als (inflationär eingesetztes) Schlagwort benutzt wird, mit dem sich gut Forschungsmittel einwerben lassen. So wird gefordert, dass der Begriff Nanowissenschaft nur für solche Forschung verwendet werden sollte, bei der sich bestimmte (z.B. Werkstoff-)Eigenschaften bei Verkleinerung in den Nanometerbereich auf "besondere" Art ändern.

Visualisierung

Das Auflösungsvermögen herkömmlicher (optischer) Mikroskope reicht nicht aus, um Strukturen auf der Nanometerskala aufzulösen. Geeignet sind Elektronenmikroskope und Rastersondenmethoden wie das Rastertunnelmikroskop oder das Rasterkraftmikroskop, mit welchen sich unter günstigen Bedingungen eine atomare Auflösung erzielen lässt.

Differenzierungsbereiche

• Nanotechnologie
• Nanomechanik und Molekülmechanik
• Nanoelektronik

Siehe auch

• Oberflächenchemie
• Assembler (Nanotechnologie)
• Nanopartikel
• Nanostrukturwissenschaft
• Eric Drexler
• Richard Feynman
• Balzan-Preis
• Sumio Iijima

Literatur

Populärwissenschaftlich:

• Wolfgang M. Heckl: Das Unsichtbare sichtbar machen – Nanowissenschaften als Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts, 2004.

Fiktion:

• Michael Crichton: Prey (Roman) (deutsche Ausgabe: Beute. Blessing, 2002 (gebunden), ISBN 3-896-67209-6; Goldmann, 2004 (Taschenbuch), ISBN 3-442-45816-1

Weblinks

• Kritische und teils polemische Auseinandersetzung mit dem Begriff Nano in Forschung und Wissenschaftspolitik
• Ortsaufgelößte und zeitaufgelöste Untersuchung der Dynamik von molekularen Nanostrukturen auf Oberflächen
• Videodossier des Schweizer Fernsehens zum Thema Nanotechnologie